Nghiên cứu sự sai lệch kích thước trong quy trình gia công điện phân hỗn hợp bột sử dụng dielectrics sinh học cho hợp kim siêu bền dựa trên Ni

Springer Science and Business Media LLC - Tập 36 - Trang 4153-4159 - 2022
Kashif Ishfaq1, Mudassar Rehman1,2, Yanen Wang2
1Department of Industrial and Manufacturing Engineering, University of Engineering and Technology Lahore, Lahore, Pakistan
2Industry Engineering Department, School of Mechanical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xian, China

Tóm tắt

Các đổi mới trong ngành sản xuất hỗ trợ cải thiện khả năng gia công của các vật liệu khó gia công, chẳng hạn như hợp kim siêu bền nickel. Các ứng dụng quan trọng của những vật liệu này yêu cầu độ chính xác về kích thước được cải thiện. Những yêu cầu này biện minh cho việc sử dụng công nghệ gia công bằng điện phóng (EDM); tuy nhiên, dielectrics truyền thống gây ra nhiều mối lo ngại về sức khỏe, chẳng hạn như vấn đề hô hấp. Do đó, tiềm năng của dielectrics sinh học hỗn hợp bột được điều tra một cách toàn diện ở đây nhằm cải thiện độ chính xác hình học của khoang gia công vì nó vẫn gặp phải các vấn đề như cắt quá sâu/cắt không đủ. Trong nghiên cứu này, hiệu suất của bốn loại điện cực (ET), cụ thể là nhôm, đồng thau, đồng và than chì cùng với nồng độ bột thay đổi (Cp) được xem xét kỹ lưỡng trong môi trường dielectrics sinh học từ dầu cải với bối cảnh cắt quá sâu theo trục/cắt không đủ bên (AOC, LOC). Kết quả thử nghiệm cho thấy AOC tối thiểu (0.279 mm) và LOC (0.276 mm) tại [Cp (0.0 g/100 ml), ET1 (Al)], và [Cp (1.0 g/100 ml), ET4 (Cu)]. Các cài đặt tối ưu dựa trên khả năng kết hợp bao gồm than chì với Cp cao hơn (1.0, 1.5) đã dẫn đến tỉ lệ giảm 9.10% và 6.89% cho AOC và LOC, tương ứng.

Từ khóa

#Gia công điện phân #dielectrics sinh học #hợp kim siêu bền #độ chính xác kích thước #nồng độ bột

Tài liệu tham khảo

M. Dhananchezian, Influence of variation in cutting velocity on temperature, surface finish, chip form and insert after dry turning Inconel 600 with TiAlN carbide insert, Mater. Today Proc., 46 (17) (2021) 8271–8274. C. Pavan, N. Sateesh and R. Subbiah, Taguchi analysis on machinability of Inconel 600 using copper, brass, and copper tungsten electrodes in EDM, Mater. Today Proc., 46 (19) (2020) 9281–9286. X. Yue and X. Yang, The role of discharge plasma on molten pool dynamics in EDM, J. Mater. Process. Technol., 293 (2021) 117092. E. Salvati and A. M. Korsunsky, Micro-scale measurement and FEM modelling of residual stresses in AA6082-T6 Al alloy generated by wire EDM cutting, J. Mater. Process. Technol., 275 (2020) 116373. S. Chakraborty, S. Mitra and D. Bose, Experimental investigation on enhancing die corner accuracy during powder mixed wire EDM of Ti6Al4V, Mater. Today Proc., 38 (2020) 3097–3102. A. P. Tiwary, B. B. Pradhan and B. Bhattacharyya, Influence of various metal powder mixed dielectric on micro-EDM characteristics of Ti-6Al-4V, Mater. Manuf. Process., 34 (10) (2019) 1103–1119. B. Singh, Influences of powder mixed dielectric fluid on machining characteristics of edm processed parts: a review, IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 1116 (1) (2021) 012099. P. Peças and E. Henriques, Effect of the powder concentration and dielectric flow in the surface morphology in electrical discharge machining with powder-mixed dielectric (PMD-EDM), Int. J. Adv. Manuf. Technol., 37 (11–12) (2008) 1120–1132. M. Rafaqat, N. A. Mufti, N. Ahmed, A. M. Alahmari and A. Hussain, EDM of D2 steel: performance comparison of edm DIE sinking electrode designs, Appl. Sci., 10 (21) (2020) 1–17. K. Ishfaq, M. U. Farooq and C. I. Pruncu, Reducing the geometrical machining errors incurred during die repair and maintenance through electric discharge machining (EDM), Int. J. Adv. Manuf. Technol., 117 (9–10) (2021) 3153–3168. R. Naveed, N. A. Mufti, M. P. Mughal, M. Q. Saleem and N. Ahmed, Machining of curved profiles on tungsten carbide-cobalt composite using wire electric discharge process, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 93 (2017) 1367–1378. K. Ishfaq, M. Asad, M. Harris, A. Alfaify, S. Anwar, L. Lamberti and M. L. Scutaru, EDM of Ti-6Al-4V under nano-graphene mixed dielectric: a detailed investigation on axial and radial dimensional overcuts, Nanomaterials, 12 (3) (2022) 432. K. Satyanarayana, M. Mounika and K. R. Kiran, Experimental studies and optimization of WEDM process in machining of Inconel 600 using zinc wire, Mater. Today Proc., 44 (2021) 2431–2434. S. Kumar and S. Kumar, Experimental investigation on surface characteristics of nickel-based super alloy Inconel-600 in powder mixed electric discharge machining by using response surface methodology, Adv. Eng. Mater. Sel. Proc. FLAME 2020 (2020) 281. J. Jeevamalar, S. B. Kumar, P. Ramu, G. Suresh and K. Senthilnathan, Investigating the effects of copper cadmium electrode on Inconel 718 during EDM drilling, Mater. Today Proc., 45 (2021) 1451–1455. P. Sivaprakasam and P. Hariharan, Surface characteristics of nano powder mixed micro-wire electrical discharge machining on inconel alloy, Mater. Today Proc., 38 (2021) 494–498. M. Rehman, S. A. Khan and R. Naveed, Parametric optimization in electric wire discharge machining of DC53 steel using gamma phase coated wire, J. Mech. Sci. Technol., 34 (7) (2020) 2767–2773. S. Ehsan, M. Rehman, M. P. Mughal, M. U. Farooq and M. A. Ali, Machinability investigations through novel controlled flushing characteristics in wire electric discharge machining of M42 high-speed steel, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 120 (2022) 1315–1332. S. A. Khan, M. Rehman, M. U. Farooq, M. A. Ali, R. Naveed, C. I. Pruncu and W. Ahmed, A detailed machinability assessment of DC53 steel for die and mold industry through wire electric discharge machining, Metals (Basel), 11 (816) (2021) 1–18. K. Ishfaq, S. Zahoor, S. A. Khan, M. Rehman, A. Alfaify and S. Anwar, Minimizing the corner errors (top and bottom) at optimized cutting rate and surface finish during WEDM of Al6061, Eng. Sci. Technol. an Int. J., 24 (4) (2021) 1027–1041. S. Ehsan, S. A. Khan and M. Rehman, Defect-free high-feed milling of Ti-6Al-4V alloy via a combination of cutting and wiper inserts, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 114 (1–2) (2021) 641–653. S. Zahoor, H. A. Azam, M. P. Mughal, N. Ahmed, M. Rehman and A. Hussain, WEDM of complex profile of IN718: multi-objective GA-based optimization of surface roughness, dimensional deviation, and cutting speed, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 114 (2021) 2289–2307. B. Surekha, T. Sree Lakshmi, H. Jena and P. Samal, Response surface modelling and application of fuzzy grey relational analysis to optimise the multi response characteristics of EN-19 machined using powder mixed EDM, Aust. J. Mech. Eng., 19 (1) (2021) 19–29. A. Moghanizadeh, Reducing side overcut in EDM process by changing electrical field between tool and work piece, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 90 (1–4) (2017) 1035–1042. G. Talla, S. Gangopadhyay and C. K. Biswas, Effect of powder-suspended dielectric on the EDM characteristics of Inconel 625, J. Mater. Eng. Perform., 25 (2) (2016) 704–717.